基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114756920A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210088107.0(22)申请日2022.01.25(71)申请人福建工程学院地址350000福建省福州市闽侯县上街镇福州地区大学新校区学园路(72)发明人刘如月赖秋兰叶建峰颜桂云(74)专利代理机构北京科名专利代理有限公司11468专利代理师陈朝阳(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06F119/14(2020.01)权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，该梁柱节点涉及预制钢柱、预制悬臂钢梁段、预制钢梁和耗能节点，耗能节点由翼缘滑移耗能元件、腹板钢质铰组成。基于滑移机制的设计方法可提高连接节点的耗能能力和变形能力，将损伤集中在摩擦耗能阻尼器，可保护梁、柱、节点的塑性损伤，采用螺栓连接有利于实现预制装配和震后可拆卸，具有良好的工程实用性。CN114756920ACN114756920A权利要求书1/4页1.基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述摩擦型耗能连接梁柱节点包括预制钢柱，预制钢柱连接有预制悬臂钢梁段，预制悬臂钢梁段通过耗能节点连接有预制钢梁；所述耗能节点包括上、下两个翼缘滑移耗能单元和腹板钢质铰，所述耗能节点通过上、下两个翼缘耗能单元的滑移和腹板钢质铰的转动，产生摩擦耗能；腹板钢质铰位于上、下两个翼缘滑移耗能单元之间的位置；所述翼缘滑移耗能单元与所述悬臂钢梁段、预制钢梁在梁翼缘处通过高强螺栓连接，所述腹板钢质铰通与所述悬臂钢梁段、预制钢梁在梁腹板处通过L型板和高强螺栓连接；所述腹板钢质铰包括左耳板和右耳板，左耳板和右耳板通过销轴铰接；左耳板通过左端板与预制悬臂钢梁固定连接，右耳板通过右端板与预制钢梁固定连接；左耳板和右耳板上还设有相互对应的长圆弧形螺栓孔，高强螺栓穿过左耳板和右耳板上的长圆弧形螺栓孔；所述摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，包括如下步骤：1)计算梁端的屈服弯矩和耗能铰极限弯矩；计算钢柱的屈服弯矩；计算耗能铰翼缘部分的最大弯矩及对应的最大荷载；2)计算确定悬臂钢梁和预制钢梁翼缘处连接所需的高强螺栓数量；计算翼缘滑移耗能板的起滑弯矩及对应的起滑荷载；计算滑移耗能处连接所需的螺栓数量：3)计算左耳板和右耳板之间的高强螺栓的数量；4)计算左端板、右端板、L型板连接所需高强螺栓数量。2.根据权利要求1所述的一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述步骤1)中的具体计算方法为：计算梁端的屈服弯矩和耗能铰极限弯矩：Mb，y＝Wb，nfb，y其中，Mb，y为钢梁的屈服弯矩；Wb，n为钢梁的截面模量；fb，y为钢梁钢材的屈服强度；Mj，u为耗能铰的极限弯矩；0.9为滑移折减系数；1.2为抗震调整系数；L1、Lj、L2为悬臂梁长度、耗能铰高度和普通梁长度计算钢柱的屈服弯矩：Mc，y＝Wc，nfc，y其中，Mc，y为钢柱的屈服弯矩；Mc，n为钢柱的截面模量；fc，y为钢柱钢材的屈服强度计算耗能铰翼缘部分的最大弯矩及对应的最大荷载：其中，Mf为耗能铰翼缘弯矩；Pf为弯矩作用下翼缘处产生的最大荷载；hb为钢梁高度；tf为钢梁翼缘板厚度。3.根据权利要求1所述的一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述步骤2)中具体的计算方法为：2CN114756920A权利要求书2/4页计算确定悬臂钢梁和预制钢梁翼缘处连接所需的高强螺栓数量：其中，nf为钢梁翼缘处盖板所需的高强螺栓；为钢梁翼缘处单个高强螺栓的抗剪承载力翼缘滑移耗能板的起滑弯矩及对应的起滑荷载为：Mslip＝βMf其中，Mslip为翼缘滑移耗能铰的起滑弯矩；β为翼缘处耗能元件的弯矩起滑系数；Nslip为翼缘滑移耗能铰的起滑荷载计算滑移耗能处连接所需的螺栓数量：其中，nf1为滑移耗能处连接所需的螺栓数量；Nv，slip为钢梁翼缘处单个高强螺栓的最大起滑荷载。4.根据权利要求1所述的一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中具体的计算方法为：计算腹板钢质铰的弯矩承载力需求：Mw＝αMf其中，Mw为耗能铰腹板弯矩；α为耗能铰腹板和翼缘的弯矩比例。计算耗能铰处的剪力：其中，Vu为耗能铰处剪力；Lj、L2为耗能铰高度和普通梁长度计算左耳板和右耳板之间的高强螺栓的数量：腹板钢制铰处单个螺栓最大起滑荷载：左耳板和右耳板之间的高强螺栓的数量：其中，nw为耳板处高强螺栓的数量；Mw为耗能铰腹板弯矩；为腹板钢制铰处单个螺栓最大起滑荷载；R为耳板上高强螺栓受力